¿Qué es el problema de los generales bizantinos?
Explicación del problema de los generales bizantinos
El problema de los generales bizantinos es un problema teórico que describe los desafíos que enfrentan los sistemas descentralizados, como las blockchains, al intentar alcanzar el consenso sin una autoridad central. Este problema fue introducido en 1982 por Robert Shostak, Leslie Lamport y Marshall Pease como una cuestión teórica en ciencias de la computación.
La cuestión es la siguiente: ¿cómo puede una red, en la que ningún participante puede verificar la identidad e integridad de otro, lograr consenso al acordar una única versión?
Una pregunta muy pertinente, dado que redes descentralizadas como Bitcoin y Ethereum depositan su confianza en la multitud de participantes, en lugar de en una entidad central.
Puntos clave
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El problema de los generales bizantinos es una cuestión teórica que describe cómo los sistemas descentralizados, como las blockchains, pueden alcanzar consenso sin una autoridad central.
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El problema demuestra que en redes sin una parte central es difícil llegar a un acuerdo. Cada nodo debe tomar decisiones sin garantías de que los demás actuarán con honestidad.
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La Tolerancia a Fallos Bizantinos (BFT) permite que un sistema continúe funcionando incluso si algunos participantes son maliciosos. Mientras la mayoría sea confiable, el sistema permanece estable.
¿De dónde proviene el nombre "problema de los generales bizantinos"?
El origen del nombre tiene una historia interesante. Tras la caída del Imperio Romano de Occidente, surgió el Imperio Bizantino, la parte oriental del antiguo Imperio Romano. Su capital era una ciudad muy rica e influyente, originalmente llamada Bizancio. En el año 330 d.C., esta ciudad fue renombrada como Constantinopla y hoy en día se conoce como Estambul.
El problema de los generales bizantinos trata sobre que, cuando la ciudad está sitiada, los generales que la defienden deben tomar las mismas decisiones: retirarse o atacar. Si un general toma una decisión diferente al resto, se crea una debilidad en la línea de defensa, lo que puede llevar a la derrota.
Si uno de los generales toma una mala decisión, se le llama un “fallo bizantino”, lo cual en el mundo cripto se conoce como Byzantine Fault. ¿Cómo gestionan los generales esta situación? Los mensajeros de los generales comunican las decisiones a los demás generales. Si la mayoría opta por una estrategia, todos los generales deben seguirla. De este modo, la línea defensiva se mantiene intacta. Si algunos generales hacen lo contrario, son considerados traidores. Como la mayoría decide, el sistema sigue funcionando.
El problema de los generales bizantinos aplicado a sistemas descentralizados
La historia ilustra los problemas que enfrentan los sistemas descentralizados como las blockchains. Si ninguna persona (o nodo en el mundo cripto) toma decisiones por sí sola (como sucede en las entidades centralizadas), es fundamental tener claridad sobre cómo tomar decisiones sin ambigüedad.
El problema expone el desafío que tienen los sistemas descentralizados para alcanzar consenso, ya que no se puede asumir que un solo participante transmitirá información precisa y confiable.
Las entidades centralizadas no enfrentan este problema, ya que las decisiones las toma una sola parte, así como la difusión de información precisa y confidencial. Si observamos el sector financiero, los bancos son un ejemplo perfecto. Se confía en ellos y se espera que manejen los fondos con integridad y conserven correctamente los datos de las transacciones. Si un banco comete fraude, existen organismos gubernamentales que lo controlan y sancionan.
La confianza, por tanto, recae en una autoridad central. Esto aporta eficiencia, pero también otros riesgos. Si el sistema falla por un error o un ataque a gran escala, todo el sistema se detiene. En los sistemas descentralizados se puede atacar un nodo o que un nodo sea malicioso, pero hay muchos otros nodos que ejercen influencia.
¿Qué es la Tolerancia a Fallos Bizantinos?
La solución al problema es la Tolerancia a Fallos Bizantinos (BFT). Este es un sistema sobre el cual están diseñados los sistemas descentralizados. Asegura que tecnologías como blockchain continúen funcionando incluso cuando hay participantes maliciosos.
Con la Tolerancia a Fallos Bizantinos, basta con que la mayoría alcance consenso.
Tolerancia a Fallos Bizantinos en la tecnología blockchain
Bitcoin es el ejemplo perfecto de un sistema que implementa la Tolerancia a Fallos Bizantinos (BFT). Bitcoin utiliza el mecanismo de consenso Proof-of-Work para verificar transacciones y añadir nuevos bloques a la blockchain. Para esto se utilizan mineros (nodos). Un minero puede añadir un bloque con transacciones. Este minero es verificado por otros mineros. Si más del 51% de los mineros aprueba el bloque y se alcanza consenso, este se añade a la blockchain. De este modo, los mineros maliciosos pueden ser identificados y sancionados.
En teoría, un minero malicioso necesitaría el 51% del poder de cómputo utilizado en el proceso de minería. Esto se conoce como el ataque del 51%. En la práctica, esto es casi imposible, ya que miles de mineros en todo el mundo están minando bitcoins 24/7.
Reflexión final
El problema de los generales bizantinos subraya el reto de alcanzar consenso en una red descentralizada donde los participantes no pueden confiar entre sí. Gracias a la Tolerancia a Fallos Bizantinos, blockchains como Bitcoin pueden seguir funcionando y siendo seguras, siempre que la mayoría de los participantes actúe con honestidad. Esto hace que los sistemas descentralizados sean más resilientes frente a fallos y ataques que muchas alternativas centralizadas.
